汽车尾灯控制电路设计Word格式.docx

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1、汽车正常运行时指示灯全灭

2、右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮

3、左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮

4、临时刹车时所有指示灯同时闪烁

三、设计内容

1、列出尾灯与汽车运行状态表，如表1-1所示

表1-1

开关控制

运行状态

左尾灯

右尾灯

S1S2

D4D5D6

D1D2D3

00

正常运行

灯灭

01

右转弯

按D1D2D3顺序循环点亮

10

左转弯

按D4D5D6顺序循环点亮

11

临时刹车

所有的尾灯随时钟CP同时闪烁

2、设计总体框图

由于汽车左右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。

由此得出每种运行状态下，个指示灯与各给定条件（S1、S0、CP、Q1、Q0）的关系，即逻辑功能表如表1-2所示（表中0表示灯灭状态，1表示灯亮状态），由表1-2可得出总体框图，如图1-1所示。

表1-2

三进制计数器

六个指示灯

S1S0

Q1Q0

D6D5D4

D1D2D3

00

ХХ

000

100

01

010

10

001

11

CPCPCP

图1-1

3、设计单元电路

三进制计数器电路。

由双JK触发器74LS76构成，可根据表1-2进行设计。

汽车尾灯电路。

其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成。

译码电路由三线译码器74LS138和6个与非门构成。

74LS138的三输入端A2、A1、A0分别按Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端0，1，2，依次为0有效（3，4，5的符号为“1”无效），即反相器G1~G3的输出端也依次为0，故指示灯D1→D2→D3顺序点亮，示意汽车右转弯。

若上述条件不变，而S1=1，则74LS138对应的输出端4，5，6依次为0有效，即反相器G4~G6的输出端也依次为0，故指示灯D4→D5→D6顺序点亮，示意汽车左转弯。

当G=0,A=1时，74LS138的输出端全为1，G6~G1的输出端也全为1，指示灯全灭：

当G=0,A=CP时，指示灯随CP的频率闪烁。

开关控制电路。

设73LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为G和A，根据总体功能表分析及组合得G、A与给定条件（S1、S0、CP）的真值表，如表1-3所示，真值表经过整理得逻辑表达式为

表3-3

CP

使能信号

GA

Х

Х

0CP

4、设计汽车尾灯总体参考电路

由步骤3可得出汽车尾灯总体电路（参考），如图1-2所示

图1-2

四、实验设备及所选用组件箱

名称

数量

设备编号

数字（模拟综合）电子技术实验箱

1

数字万用表

74LS138Х174LS00Х274LS04Х2

74LS10Х174LS76Х174LS86Х1

五、实验报告要求

1、简述设计要求与内容。

论述图1-1所示电路各部分的功能作用及具体实现方式。

2、简述EDA软件的基本使用步骤，并仿真所设计的电路，画出在仿真软件中画出电路原理图。

并现场演示仿真过程。

3、总结实验过程中的心得与体会。

实验二多路智力竞赛抢答器电路设计

1、基本功能

（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灯灭）和抢答的开始。

（3）抢答器具有数据锁存和显示功能。

抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。

此外，要锁输入电路。

禁止其他选手抢答。

优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

2、扩展功能

（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间可以有主持人设定（如30ms）,当节目主持人启动“开始”健后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5s左右。

（2）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。

时间显示器显示00。

1、设计电路的总体框图

定时器抢答器的总体框图如图2-1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。

主体电路完成基本的抢答功能，即计时抢答后，当选手按动抢答健时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。

扩展电路完成定时抢答的功能。

图2-1

图2-1所示的定时抢答器的工作过程是：

接通电源时，节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关健拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态。

定时器倒计时，当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。

当选手在定时时间内按下抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：

a:

优先编码电路立即分辩出抢答者的编号，由锁存器进行锁存，然后由译码显示带你来显示编码;

b:

扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意;

c：

控制电路要对输入编码电路进行锁存，避免其他选手再次进行抢答;

d:

控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人的系统清零为止，当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。

2、抢答电路设计

抢答电路的功能有两个：

一是能分辨出选手按钮的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用：

二是要是其它选手的按键操作无效。

选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如图2-2所示。

图2-2

其工作原理是：

当主持人控制开关处于“清零”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q~1Q）全部为低电平。

于是74LS48的=0,显示器灭灯；

74LS148的选通输入端=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路布工作，当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端

70输入信号，当有选手将键按下时（如按下S5）,74LS148的输出210=010，EX=0,经过RS锁存器后，=1,1=1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经74LS48译码后，显示器显示出“5”，此外=1，使74LS48的端为高电平，74LSE148处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输入。

当按下的键松开后，74LS148的EX为高电平，但由于维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。

这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。

当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以方便进行下一轮抢答。

3、定时器电路设计

节目主持人根据答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路供应,具体电路如图2-3所示.

图2-3

4、报警电路设计

由555定时器和三极管构成的报警电路如图2-4所示,其中555构成多谐振荡器,振荡频率为：

其输出信号经三极管振动扬声器。

PR为控制信号，当PR为高电平，多谐振荡器工作。

反之，电路停振。

图2-4

5、时序控制电路设计

时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：

（a）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答器电路和定时器进入正常抢答状态。

（b）当参赛选手按动抢答器时，扬声器发声，抢答器电路和定时电路停止工作。

（c）当设定的抢答时间到却无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。

根据上面的功能要求以及图2-2、2-3，设计的时序控制电路如图2-5所示，图中，门G1的作用是控制时钟信号CP的放行和禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使能端。

图2-5

图2-5（a）的工作原理是：

主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自于图2-2的74LS279的输入CTR=0，经G3反相，A=1，则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS279的时钟输入端，定时电路进行递减时。

同时，三定时时间未到，来自于图2-3中74LS192的借位输入端，门G2的输出=0，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能

（1）的要求，

当选手在定时时间内按动抢答按键时，CTR=1，经G3反相，A=0,封锁CP信号，定时器处于操持工作状态:

同时，门G2的输出=1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能

（2）的要求。

当定时时间到时，来自74LS192的=0，=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。

同时，门G1处于关门状态，封锁CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能（3）的要求，74LS121用于控制报警电路及发声的时间。

6、整机电路设计

经过以上各单元电路的设计，可以得到定时抢答器的整机电路，如图2-6所示

由于电子技术实验箱上的数码管显示模块已经集成了显示驱动电，故实际实验时电路可更为简单，图2-6中的显示驱动电路部分可以不接，直接将锁存器74LS279和计数74LS192的输出接数码管显示模块的输入插座A、B、C、D，其对应顺序为A0→A,A1→B,A2→C,A3→D,74LS279的输出也无需再接入74LS48的4脚，其他部分电路图2-6相同。

图2-6

数字万用